精品解析：天津市第二中学2024-2025学年高二下学期3月月考物理试卷

天津市第二中学2024-2025学年高二下学期3月 月考物理试卷 第I卷（共40分） 一、单项选择题（每小题5分，共25分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的） 1. 关于系统动量守恒的条件，下列说法正确的是（　　） A. 在光滑水平面上，物块以初速度滑上上表面粗糙的静止长木板，因为A、B间有摩擦所以系统的动量不守恒 B. 在光滑的水平地面上有两辆小车，在两小车上各绑一个条形磁铁，他们在相向运动的过程中动量不守恒 C. 一枚在空中飞行的火箭在某时刻突然炸裂成两块，在炸裂前后系统动量不守恒 D. 子弹打进木块瞬间子弹和木块组成的系统动量守恒 2. 如图所示，质量为的物体从一高度为，倾角为的光滑斜面顶端由静止开始自由下滑，不计空气阻力，经过时间到达斜面底端。在此过程中（　　） A. 重力的冲量为 B. 斜面弹力的冲量为零 C. 若不改变斜面高度，仅将斜面倾角减小，则重力的冲量不变 D. 若不改变斜面高度，仅将斜面倾角减小，合力的冲量大小不变 3. A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，mA=1 kg，mB=2 kg，vA=6 m/s，vB=2 m/s，当A追上B并发生碰撞后，A、B两球速度的可能值是（　　） A. vA′=3 m/s，vB′=3.5 m/s B. vA′=5 m/s，vB′=2.5 m/s C. vA′=1.5 m/s，vB′=3 m/s D. vA′=−3 m/s，vB′=6.5 m/s 4. 如图所示，在离地面高为处将质量为的小球以初速度水平抛出，重力加速度为，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 落地前瞬间，小球的动量大小为 B. 从抛出到落地，小球动量变化的方向始终变化 C. 从拋出到落地，小球所受重力的冲量大小为 D. 从抛出到落地，小球动量变化的大小为 5. 如图所示，一质量为的滑块静置在光滑的水平面上，其曲面为光滑的四分之一圆弧，圆弧最低点切线沿水平方向。一质量为2m的小球以水平向右的初速度从圆弧最低点冲上滑块，小球未从圆弧最高点冲出，到达某一高度后，小球又返回滑块的左端，重力加速度为。则下列说法正确的是（　　） A. 滑块与小球组成的系统动量守恒 B. 小球沿曲面上升最大高度为 C. 小球运动至最高点时，滑块的速度大小为0 D. 小球返回滑块的左端以后将向左做平抛运动 二、多项选择题（每小题5分，共15分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。全部选对得5分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分） 6. 摩托车、电动自行车骑乘人员应该佩戴具有缓冲作用的安全头盔，安全文明出行。遭遇事故时，头盔的缓冲层与头部的撞击时间延长，起到缓冲作用，则下列说法正确的是（　　） A. 头盔减小了骑乘人员头部撞击过程中的动量变化率 B. 头盔减小了骑乘人员头部撞击过程中的动量变化量 C. 头盔减少了骑乘人员头部撞击过程中撞击力的冲量 D. 头盔对头部的冲量与头部对头盔的冲量等大反向 7. 如图（甲）所示，在光滑水平面上，轻质弹簧一端固定，物体A以速度向右运动压缩弹簧，测得弹簧的最大压缩量为。现让弹簧一端连接另一质量为的物体B，如图（乙）所示，物体A以的速度向右压缩弹簧，测得弹簧的最大压缩量仍为，则（　　） A. 图（甲）中A物体的机械能守恒 B. A物体的质量为2m C. 弹簧压缩量最大时的弹性势能为 D. 图（乙）中弹簧压缩量最大时物体A的速度为 8. 子弹以某一初速度水平击穿放置在光滑水平面上的木块，子弹与木块的速度—时间图像如图所示。假设木块对子弹的阻力大小不变，且子弹仍能击穿木块，下列说法正确的是（　　） A. 仅增大子弹入射的初速度，子弹穿过木块的时间变短 B. 仅增大子弹入射的初速度，木块获得的动能增加 C. 仅减小子弹的质量，木块获得的动能变大 D. 仅减小木块的质量，子弹和木块系统产生的热量变大 第II卷（共60分） 9. 某实验小组的同学到用图甲所示的装置完成“验证动量守恒定律”的实验。实验时先让A球从斜槽上某一固定位置由静止释放，在水平地面上的记录纸上留下压痕，重复10次，确定落地点的平均位置；再将B球静止放在水平轨道的末端，将A球仍从原位置由静止释放，和B球相碰后两球分别落在记录纸的不同位置处，重复10次，确定A球和B球碰后落地点的平均位置。点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影，点与三个落地点的平均位置点位于同一水平直线上。 （1）下列说法中符合本实验要求的是（　　） A. 安装轨道时，轨道末端必须水平 B. 需要使用的测量仪器有秒表和刻度尺 C. 本实验需要测量小球做平拋运动的高度 D. 在同一组实验的不同碰撞中，每次入射球必须从同一高度由静止释放 （2）若入射小球质量为，半径为，被碰小球质量为，半径为，则实验中要求__________________。（选填“＜”、“＞”、“＝”） （3）小球释放后落在复写纸上会在白纸上留下印迹。多次实验，白纸上留下多个印迹，如果用画圆法确定小球的落点，图乙中画的三个圆最合理的是圆_________（填“”“”或“”）； （4）测出小球拋出点在桌面上投影点到点的距离，分别记为，若两球碰撞时动量守恒，应满足关系式_________。 （5）若两球发生弹性碰撞，则之间一定满足关系式（　　） A. B. C. 10. 深圳实验学校高二年级班级篮球赛于5月份进行，为保证比赛顺利进行，篮球协会会长王强同学为了检查篮球气是否充足，于是手持篮球自离地面高度0.8m处以3m/s的初速度竖直向下抛出，球与地面相碰后竖直向上弹起的最大高度为0.45m，已知篮球的质量为0.6kg，球与地面接触时间为0.1s，若把在这段时间内球对地面的作用力当作恒力处理，空气阻力不计，g=10m/s2，求： （1）整个过程中，重力冲量； （2）球对地面作用力的大小。 11. 如图所示，质量的平板小车静止在光滑的水平面上，现有质量且可视为质点的物块静止在平板小车最左端。现给物块一个水平向右的瞬时冲量，之后物块相对平板小车开始向右滑动，最后在车面上某处与平板小车保持相对静止。物块与车面间的动摩擦因数，取，求： （1）平板小车获得的最大速度的大小； （2）物块在车面上滑行时间； （3）要使物块不从平板小车右端滑出，平板小车的车长的最小值。 12. 如图所示，现有一游戏滑道模拟装置固定在地面上，该装置竖直放置，由AB、BC、CD三部分组成，AB与BC两轨道平滑连接，CD为半圆弯管轨道。现将1号球从AB轨道上的P点静止释放，其下滑到最低点与静止在B点的2号球发生弹性碰撞，2号球通过弯管后从D点抛出，恰好落在B点。已知两球质量均为m=1kg，水平轨道BC长度L=1.6m，弯管半径R=0.4m，重力加速度g=10m/s2（小球可看成质点，半圆弯管内径略大于小球直径，不计一切摩擦）求： （1）2号球运动到D点时对管壁的作用力F； （2）P点距水平轨道BC的竖直高度H。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 天津市第二中学2024-2025学年高二下学期3月 月考物理试卷 第I卷（共40分） 一、单项选择题（每小题5分，共25分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的） 1. 关于系统动量守恒的条件，下列说法正确的是（　　） A. 在光滑水平面上，物块以初速度滑上上表面粗糙的静止长木板，因为A、B间有摩擦所以系统的动量不守恒 B. 在光滑的水平地面上有两辆小车，在两小车上各绑一个条形磁铁，他们在相向运动的过程中动量不守恒 C. 一枚在空中飞行的火箭在某时刻突然炸裂成两块，在炸裂前后系统动量不守恒 D. 子弹打进木块的瞬间子弹和木块组成的系统动量守恒 【答案】D 【解析】 【详解】A．对AB系统，由于地面光滑，则系统受的合外力为零，所以系统的动量守恒，选项A错误； B．在光滑的水平地面上有两辆小车，在两小车上各绑一个条形磁铁，他们在相向运动的过程中因系统受合外力为零，则系统动量守恒，选项B错误； C．一枚在空中飞行的火箭在某时刻突然炸裂成两块，由于炸裂时内力远大于外力，则在炸裂前后系统动量守恒，选项C错误； D．子弹打进木块的瞬间子弹和木块组成的系统内力远大于外力，则系统的动量守恒，选项D正确。 故选D。 2. 如图所示，质量为的物体从一高度为，倾角为的光滑斜面顶端由静止开始自由下滑，不计空气阻力，经过时间到达斜面底端。在此过程中（　　） A. 重力的冲量为 B. 斜面弹力的冲量为零 C. 若不改变斜面高度，仅将斜面倾角减小，则重力冲量不变 D. 若不改变斜面高度，仅将斜面倾角减小，合力的冲量大小不变 【答案】D 【解析】 【详解】A．由知，经过时间重力的冲量为，A错误； B．由知，斜面弹力的冲量为，B错误； C．不改变斜面高度，仅将斜面倾角减小，物体下落的加速度为 因此物体下落的时间 可得 因此此时时间边长，重力冲量变大，C错误； D．合力的冲量为，不改变斜面高度，仅将斜面倾角减小，有动能定理可得 则 速度大小不变，则合力的冲量不变，D正确。 故选D。 3. A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，mA=1 kg，mB=2 kg，vA=6 m/s，vB=2 m/s，当A追上B并发生碰撞后，A、B两球速度的可能值是（　　） A. vA′=3 m/s，vB′=3.5 m/s B. vA′=5 m/s，vB′=2.5 m/s C. vA′=1.5 m/s，vB′=3 m/s D. vA′=−3 m/s，vB′=6.5 m/s 【答案】A 【解析】 【详解】A．碰撞过程动量守恒，碰前总动量为 碰后总动量为 碰撞过程动量守恒。碰前总动能为 碰后总动能为 可知总动能没有增大，A、B两球速度可能为3m/s，3.5m/s，A正确； B．根据给出的数据可知，碰后速度均为正值，则碰后两球同向，此时碰后A的速度不可能大于B的速度，而 可知，A、B两球速度不可能为5m/s，2.5m/s，B错误； C．碰后总动量为 可知碰后的动量小于碰前的动量，碰撞前后动量不守恒，可知，A、B两球速度不可能为1.5m/s，3m/s，C错误； D．碰后总动量为 碰撞过程动量守恒。碰后总动能为可知碰后的总动能大于碰前的总动能，而碰撞前后总动能不增加，可知，A、B两球速度不可能为-3m/s，6.5m/s，D错误。 故选A。 4. 如图所示，在离地面高为处将质量为的小球以初速度水平抛出，重力加速度为，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 落地前瞬间，小球动量大小为 B. 从抛出到落地，小球动量变化的方向始终变化 C. 从拋出到落地，小球所受重力的冲量大小为 D. 从抛出到落地，小球动量变化的大小为 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据动能定理有 解得球落地速度大小 故小球的动量大小为 故A错误； B．根据动量定理有 可知动量变化量方向就是重力方向，即小球动量变化的方向一直竖直向下，始终不变，故B错误； C．根据 可得小球空中运动时间 则小球所受重力的冲量大小 故C正确； D．根据动量定理可知，从抛出到落地，小球动量的变化量大小等于重力的冲量大小，即为 故D错误。 故选C。 5. 如图所示，一质量为的滑块静置在光滑的水平面上，其曲面为光滑的四分之一圆弧，圆弧最低点切线沿水平方向。一质量为2m的小球以水平向右的初速度从圆弧最低点冲上滑块，小球未从圆弧最高点冲出，到达某一高度后，小球又返回滑块的左端，重力加速度为。则下列说法正确的是（　　） A. 滑块与小球组成的系统动量守恒 B. 小球沿曲面上升的最大高度为 C. 小球运动至最高点时，滑块的速度大小为0 D. 小球返回滑块的左端以后将向左做平抛运动 【答案】B 【解析】 【详解】A．滑块与小球组成的系统水平方向受合外力为零，则只有水平方向动量守恒，选项A错误； BC．小球沿曲面上升到最大高度时满足， 解得小球上升的最大高度为 滑块的速度大小为 选项B正确，C错误； D．小球返回滑块的左端时由动量守恒和能量关系， 解得 则小球以后将向右做平抛运动，选项D错误。 故选B。 二、多项选择题（每小题5分，共15分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。全部选对得5分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分） 6. 摩托车、电动自行车骑乘人员应该佩戴具有缓冲作用的安全头盔，安全文明出行。遭遇事故时，头盔的缓冲层与头部的撞击时间延长，起到缓冲作用，则下列说法正确的是（　　） A. 头盔减小了骑乘人员头部撞击过程中的动量变化率 B. 头盔减小了骑乘人员头部撞击过程中的动量变化量 C. 头盔减少了骑乘人员头部撞击过程中撞击力的冲量 D. 头盔对头部的冲量与头部对头盔的冲量等大反向 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据 可得 依题意，头盔内部的缓冲层与头部的撞击时间延长了，头盔减小了驾驶员头部撞击过程中的动量变化率，故A正确； BC．遭遇事故时，动量变化量 不变，根据动量定理可知，头盔并没有减少驾驶员头部撞击过程中撞击力的冲量，故B错误，C错误； D．根据 知头盔对头部的作用力与头部对头盔的作用力等大反向，作用时间相同，所以事故中头盔对头部的冲量与头部对头盔的冲量等大反向，故D正确。 故选AD。 7. 如图（甲）所示，在光滑水平面上，轻质弹簧一端固定，物体A以速度向右运动压缩弹簧，测得弹簧的最大压缩量为。现让弹簧一端连接另一质量为的物体B，如图（乙）所示，物体A以的速度向右压缩弹簧，测得弹簧的最大压缩量仍为，则（　　） A. 图（甲）中A物体的机械能守恒 B. A物体的质量为2m C. 弹簧压缩量最大时的弹性势能为 D. 图（乙）中弹簧压缩量最大时物体A的速度为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．图（甲）中弹簧对A做负功，A的机械能不守恒，故A错误； BCD．图（甲）中，弹簧最大弹性势能为 图（乙）中，AB共速时弹簧弹性势能最大，设最大速度为v，两次弹簧压缩量相同，所以两次最大弹性势能相同，根据根据动量守恒有 能量守恒有 联立解得，， 故B错误，CD正确。 故选CD。 8. 子弹以某一初速度水平击穿放置在光滑水平面上的木块，子弹与木块的速度—时间图像如图所示。假设木块对子弹的阻力大小不变，且子弹仍能击穿木块，下列说法正确的是（　　） A. 仅增大子弹入射的初速度，子弹穿过木块的时间变短 B. 仅增大子弹入射的初速度，木块获得的动能增加 C. 仅减小子弹的质量，木块获得的动能变大 D. 仅减小木块的质量，子弹和木块系统产生的热量变大 【答案】AC 【解析】 【详解】A．子弹击穿木块的相对位移一定，仅增大子弹入射的初速度，子弹穿过木块的时间变短，选项A正确； B．增大子弹的入射速度，子弹击穿木块所用的时间变短，木块相对地面的位移减小，子弹对木块做功减少，由动能定理知，木块获得的动能减小，选项B错误； C．仅减小子弹的质量，子弹的加速度增大，木块的加速度不变，由位移关系有 可知子弹穿过木块的时间变长，子弹对木块做功增大，则木块获得的动能增大，选项C正确； D．子弹相对木块的位移不变，子弹和木块系统产生的热量 所以热量不变，选项D错误。 故选AC。 第II卷（共60分） 9. 某实验小组的同学到用图甲所示的装置完成“验证动量守恒定律”的实验。实验时先让A球从斜槽上某一固定位置由静止释放，在水平地面上的记录纸上留下压痕，重复10次，确定落地点的平均位置；再将B球静止放在水平轨道的末端，将A球仍从原位置由静止释放，和B球相碰后两球分别落在记录纸的不同位置处，重复10次，确定A球和B球碰后落地点的平均位置。点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影，点与三个落地点的平均位置点位于同一水平直线上。 （1）下列说法中符合本实验要求的是（　　） A. 安装轨道时，轨道末端必须水平 B. 需要使用的测量仪器有秒表和刻度尺 C. 本实验需要测量小球做平拋运动的高度 D. 在同一组实验的不同碰撞中，每次入射球必须从同一高度由静止释放 （2）若入射小球质量为，半径为，被碰小球质量为，半径为，则实验中要求__________________。（选填“＜”、“＞”、“＝”） （3）小球释放后落在复写纸上会在白纸上留下印迹。多次实验，白纸上留下多个印迹，如果用画圆法确定小球的落点，图乙中画的三个圆最合理的是圆_________（填“”“”或“”）； （4）测出小球拋出点在桌面上的投影点到点的距离，分别记为，若两球碰撞时动量守恒，应满足关系式_________。 （5）若两球发生弹性碰撞，则之间一定满足关系式（　　） A. B. C. 【答案】（1）AD （2） ①. > ②. = （3）c （4） （5）A 【解析】 【小问1详解】 A．本实验要通过平抛运动验证动量守恒定律，所以轨道末端必须水平，以保证小球做平抛运动，故A正确； BC．实验需要测量平抛射程，需要刻度尺，由于平抛运动高度相同，时间相同，可用水平位移替代平抛初速度，故高度也不需要测量，故BC错误； D．为了保证两次入射小球到达轨道末端具有相同速度，两次入射小球需从同一位置由静止释放，故D正确。 故选AD。 【小问2详解】 [1][2]为了保持碰撞过程A球的速度方向不变，需要，为了保证对心碰撞，需要。 【小问3详解】 如果采用画圆法确定小球的平均落点位置，应该让所画的圆尽可能地把大多数落点包进去，且圆的半径最小，这样所画圆的圆心即为小球落点的平均位置，故圆c画的最合理。 【小问4详解】 分析可知，未放B球前，A球落地在P点，放B球，A碰B后二者落地分别为M点、N点，设碰前A的速度为，A碰B后二者速度分别为，设平抛运动的时间为t，则有 根据动量守恒有 联立可得 【小问5详解】 两球发生弹性碰撞，则有 联立以上，解得 故选A。 10. 深圳实验学校高二年级班级篮球赛于5月份进行，为保证比赛顺利进行，篮球协会会长王强同学为了检查篮球气是否充足，于是手持篮球自离地面高度0.8m处以3m/s的初速度竖直向下抛出，球与地面相碰后竖直向上弹起的最大高度为0.45m，已知篮球的质量为0.6kg，球与地面接触时间为0.1s，若把在这段时间内球对地面的作用力当作恒力处理，空气阻力不计，g=10m/s2，求： （1）整个过程中，重力的冲量； （2）球对地面作用力的大小。 【答案】（1），方向竖直向下；（2）54N 【解析】 【分析】 【详解】（1）篮球下落过程为 解得下落过程时间为 或（舍去） 上升时间为 整个过程中，所用时间为 整个过程中，重力的冲量为 方向竖直向下。 （2）篮球下落到地面时有 反弹开始上升瞬间速度为 碰撞过程由动量定理可得 代入数据解得 由牛顿第三定律可得球对地面作用力的大小为 11. 如图所示，质量的平板小车静止在光滑的水平面上，现有质量且可视为质点的物块静止在平板小车最左端。现给物块一个水平向右的瞬时冲量，之后物块相对平板小车开始向右滑动，最后在车面上某处与平板小车保持相对静止。物块与车面间的动摩擦因数，取，求： （1）平板小车获得的最大速度的大小； （2）物块在车面上滑行时间； （3）要使物块不从平板小车右端滑出，平板小车的车长的最小值。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 小车与木块共速时小车的速度最大，规定向右为正方向，由动量守恒有 代入题中数据，解得 【小问2详解】 对小车，由动量定理有 联立解得 【小问3详解】 题意可知物块的初速度 根据能量守恒有 联立解得平板小车的车长的最小值 12. 如图所示，现有一游戏滑道模拟装置固定在地面上，该装置竖直放置，由AB、BC、CD三部分组成，AB与BC两轨道平滑连接，CD为半圆弯管轨道。现将1号球从AB轨道上的P点静止释放，其下滑到最低点与静止在B点的2号球发生弹性碰撞，2号球通过弯管后从D点抛出，恰好落在B点。已知两球质量均为m=1kg，水平轨道BC长度L=1.6m，弯管半径R=0.4m，重力加速度g=10m/s2（小球可看成质点，半圆弯管内径略大于小球直径，不计一切摩擦）求： （1）2号球运动到D点时对管壁的作用力F； （2）P点距水平轨道BC的竖直高度H。 【答案】（1）30N，方向竖直向上；（2）H=1.6m 【解析】 【分析】 【详解】由题意可知小球离开轨道后在空中做平抛运动，设小球在空中运动时间为t， 根据小球水平方向做匀速直线运动可得 解得 vD=4m/s 根据D点受力情况可知 解得 F=30N 由牛顿第三定律小球对上管壁的压力为30N，方向竖直向上。 （2）由能量守恒 解得 v2=vC=4m/s 1号球和2号球发生弹性碰撞，则有 解得 v0=4m/s 解得 H=1.6m 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$